О вкладе в пробитие преграды хвостовых элементов кумулятивных струй
Опубликовано: 15.12.2022
Авторы: Фёдоров С.В.
Опубликовано в выпуске: #12(132)/2022
DOI: 10.18698/2308-6033-2022-12-2231
Раздел: Механика | Рубрика: Механика деформируемого твердого тела
По данным расчетов, пробивное действие кумулятивных зарядов можно существенно усилить, например, на 40…50 % в случае преграды из высокопрочной стали, если за счет повышения точности их изготовления уменьшить нижний порог скорости, при котором прекращается проникание хвостовых участков кумулятивной струи в преграду. Для экспериментального подтверждения этих данных предложено подробно исследовать пробивную способность хвостовых участков кумулятивных струй с использованием стержней-отсекателей из материала с высокой плотностью. Эти стержни, предназначенные для устранения более скоростной части струи, располагают на небольшом расстоянии от кумулятивного заряда (менее его диаметра). На основании численного моделирования в рамках двумерной осесимметричной задачи механики сплошных сред спрогнозированы возможные параметры стержней-отсекателей для получения уединенных «хвостов» кумулятивных струй с различными скоростями лидирующего элемента.
Литература
[1] Лаврентьев М.А. Кумулятивный заряд и принципы его работы. Успехи математических наук, 1957, т. 12, № 4, с. 41–56.
[2] Орленко Л.П., ред. Физика взрыва. В 2-х т. Москва, Физматлит, 2004, т. 2, 656 с.
[3] Walters W.P., Zukas J.A. Fundamentals of Shaped Charges. New York, Wiley, 1989, 398 p.
[4] Chou P.C., Flis W.J. Recent developments in shaped charge technology. Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 1986, vol. 11, no. 4, pp. 99–114.
[5] Shekhar H. Theoretical modelling of shaped charges in the last two decades (1990–2010): A review. Central European Journal of Energetic Materials, 2012, vol. 9, no. 2, pp. 155–185.
[6] Walters W.P., Summers R.L. A review of jet breakup time models. Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 1993, vol. 18, no. 5, pp. 241–246.
[7] Hennequin E. Modelling of the shaped charge jet break-up. Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 1996, vol. 21, no. 4, pp. 181–185.
[8] Petit J., Jeanclaude V., Fressengeas C. Breakup of copper shaped-charge jets: experiment, numerical simulations, and analytical modeling. Journal of Applied Physics, 2005, vol. 98, no. 12, art. ID 123521.
[9] Бабурин М.А., Баскаков В.Д., Зарубина О.В., Ладов С.В., Никольская Я.М., Федоров С.В. Применение профилированных по толщине заготовок для управления толщиной стенки штампуемых свинцом оболочковых деталей. Технология металлов, 2016, № 11, с. 2–8.
[10] Ayisit O. The influence of asymmetries in shaped charge performance. International Journal of Impact Engineering, 2008, vol. 35, no. 12, pp. 1399–1404.
[11] Hirsch E. The natural spread and tumbling of the shaped charge jet segments. Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 1981, vol. 6, no. 4, pp 104–111.
[12] Свирский О.В., Власова М.А., Торопова Т.А., Нечаев А.И., Крутяков В.А. Пробивная способность кумулятивных зарядов на больших фокусных расстояниях. Труды Междунар. конф. «V Харитоновские тематические научные чтения». Саров, ВНИИЭФ, 2003, с. 473–477.
[13] Cornish R., Mills J.T., Curtis J.P., Finch D. Degradation mechanisms in shaped charge penetration. International Journal of Impact Engineering, 2001, vol. 26, no. 1–10, pp. 105–114.
[14] Xiao Q.-Q,, Huang Z.-X,, Zu X.-D,, Jia X. Influence of drift velocity and distance between jet particles on the penetration depth of shaped charges. Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 2016, vol. 41, no. 1, pp. 76–83.
[15] Moyses M. Penetration by shaped charge jets with varying off-axis velocity distributions. In: Proc. 17th Int. Symp. on Ballislics. Midrand, South Africa, 1998, vol. 2, pp. 413–420.
[16] Бабкин А.В., Бондаренко П.А., Федоров С.В., Ладов С.В., Колпаков В.И., Андреев С.Г. Пределы увеличения глубины пробития кумулятивного заряда при импульсном тепловом воздействии на его облицовку. Физика горения и взрыва, 2001, т. 37, № 6, с. 124–132.
[17] Швецов Г.А., Матросов А.Д., Бабкин А.В., Ладов С.В., Федоров С.В. Поведение металлических кумулятивных струй при пропускании по ним импульсного электрического тока. Прикладная механика и техническая физика, 2000, т. 41, № 3, с. 19–25.
[18] Бабкин А.В., Колычев М.Е., Ладов С.В., Федоров С.В. О возможном механизме разрушения кумулятивной струи импульсом тока. Оборонная техника, 1995, № 4, с. 47–54.
[19] Федоров С.В., Бабкин А.В., Ладов С.В. Особенности инерционного удлинения высокоградиентного проводящего стержня в продольном низкочастотном магнитном поле. Инженерно-физический журнал, 2001, т. 74, № 2, с. 79–86.
[20] Ma B., Huang Z., Guan Z., Zu X., Jia X., Xiao Q. Research of the axial strong magnetic field applied at the initial period of inertial stretching stage of the shaped charge jet. International Journal of Impact Engineering, 2018, vol. 113, pp. 54–60.
[21] Федоров С.В. Термическое разупрочнение металлических кумулятивных струй, формируемых при схлопывании кумулятивной облицовки в случае наличия магнитного поля. Прикладная механика и техническая физика, 2016, т. 57, № 3, с. 108–120.
[22] Федоров С.В., Болотина И.А., Струков Ю.А. О термических эффектах при инерционном растяжении высокоградиентного проводящего стержня с «вмороженным» магнитным полем. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2018, № 2, с. 39–59.
[23] Федоров С.В. Усиление магнитного поля в металлических кумулятивных струях при их инерционном удлинении. Физика горения и взрыва, 2005, т. 41, № 1, с. 120–128.
[24] Held M. Penetration cutoff velocities of shaped charge jets. Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 1988, vol. 13, no. 4, pp. 113–119.
[25] Boeka D., Hancock S., Ouye N. Cutoff velocity in precision shaped charge jets. In: Proc. 19th Int. Symp. on Ballislics. Interlaken, Switzerland, 2001, vol. 3, pp. 1471–1478.
[26] Hancock S.L. An extension of Umin model for cutoff of high precision jets. International Journal of Impact Engineering, 2001, vol. 26, no. 1–10, pp. 289–298.
[27] Свирский О.В., Власова М.А. О пробивной способности кумулятивных зарядов с конической и полусферической облицовками. Физика горения и взрыва, 2019, т. 55, № 6, с. 115–119.
[28] Григорян В.А., ред. Частные вопросы конечной баллистики. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006, 592 с.
[29] Орленко Л.П. Поведение материалов при интенсивных динамических нагрузках. Москва, Машиностроение, 1964, 168 с.
[30] Жерноклетов М.В., ред. Методы исследования свойств материалов при интенсивных динамических нагрузках. Саров, РФЯЦ–ВНИИЭФ, 2005, 428 с.
[31] Chou P.C., Grudza M., Liu Y.F., Ritman Z. Shaped charge jet breakup formula with metal anisotropy. In: Proc. 13th Int. Symp. on Ballislics. Stockholm, Sweden, 1992, vol. 2, pp. WM/489–496.
[32] Chantaret P.Y. Theoretical considerations about jet density and shaped charge performance. In: Proc. 17th Int. Symp. on Ballislics. Midrand, South Africa, 1998, vol. 2, pp. 373–380.
[33] Svirsky O.V., Vlasova M.A., Korotkov M.I., Krutyakov V.A., Toropova T.A. The analytical model ATOS-M for computing of the shaped charge jet penetration parameters. International Journal of Impact Engineering, 2003, vol. 29, no. 1–10, pp. 683–690.
[34] Mayseless M., Hirsch E., Lindenfeld A., Me-Bar Y. Jet tip and appendix characteristics dependence on the liner thickness in 60° point initiated shaped charge. In: Proc. 17th Int. Symp. on Ballislics. Midrand, South Africa, 1998, vol. 2, pp. 187–195.
[35] Федоров С.В. Численное моделирование формирования кумулятивных струй полусферическими облицовками дегрессивной толщины. Физика горения и взрыва, 2016, т. 52, № 5, с. 116–130.
[36] Бабкин А.В., Колпаков В.И., Охитин В.Н., Селиванов В.В. Прикладная механика сплошных сред: В 3 т. Т. 3. Численные методы в задачах физики быстропротекающих процессов. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006, 520 c.
[37] Черняк Г.Б., Поварова К.Б. Вольфрам в боеприпасах. Москва, ЦНИИХМ, 2014, 355 с.
[38] Fedorov S.V., Bayanova Ya.M. Hydrodynamic model for penetration of extended projectiles with consideration of material compressibility. In: Proc. 25th Int. Symp. on Ballistics. Beijing, China, 2010, pp. 1032–1039.
[39] Curtis J.P., Moyses M., Arlow A.J., Kowan K.G. A break-up model for shaped charge jets. In: Proc. 16th Int. Symp. on Ballislics. San Francisco, USA, 1996, vol. 2, pp. WM/369–377.